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LICEO SCIENTIFICO ‘A.ROITI’ - Ferrara
Programma Svolto a.s. 2011/12
CLASSE:
V C-F
DISCIPLINA: Fisica
DOCENTE: Prof. Francesco Galvani
ELETTROMAGNETISMO .
- Campi: definizione generale di C. scalare e di C. vettoriale; particolari campi vettoriali
(stazionario, uniforme, centrale); C. conservativi; concetti di flusso e di circuitazione.
- Carica elettrica, legge di Coulomb: corpi elettrizzati e loro interazioni; induzione elettrostatica;
principio di conservazione della carica elettrica; analisi quantitativa della forza di interazione
elettrica; legge di Coulomb; distribuzione delle cariche sulla superficie dei conduttori.
- Campo elettrico: il concetto di campo elettrico e il vettore campo elettrico; il campo generato da
una carica puntiforme e da semplici distribuzioni di cariche; concetti di campo vettoriale e di flusso,
teorema di Gauss e di alcune sue applicazioni; energia potenziale elettrica e potenziale; campi
vettoriali conservativi e circuitazione; campo e potenziale di un conduttore in equilibrio
elettrostatico, teorema di Coulomb, potere delle punte; moto delle cariche nel campo elettrico
(campo uniforme e campo centrale), esperimento di Millikan e quantizzazione della carica elettrica;
capacità di un conduttore, e definizione di Condensatore; il C. piano, capacità di un C., effetto del
dielettrico, sistemi di C. in serie e in parallelo, energia immagazzinata in un C. carico.
- La conduzione nei solidi: la corrente elettrica nei conduttori metallici; resistenza elettrica e leggi
di Ohm; forza elettromotrice; resistenze in serie e in parallelo, 1° e 2° principio di Kirchhoff e
analisi di reti passive elementari; strumenti di misura (voltmetro e amperometro); energia e potenza
elettrica; effetto Joule; circuiti RC (carica e scarica - trattazione matematica); effetto termoionico, il
diodo e l’oscillografo a raggi catodici.
La disputa Galvani – Volta; le leggi dell’effetto Volta; l’effetto Seebeck.
- La conduzione nei liquidi: l’elettrolisi, conducibilità delle soluzioni elettrolitiche e le leggi di
Faraday; la pila di Volta.
- Il campo magnetico: i magneti e le loro interazioni; il campo magnetico; il C.M. terrestre; il
C.M. prodotto da correnti e interazione corrente–magnete (la scoperta di H.C.Oersted); interazione
magnete- corrente; il vettore B, campo d’induzione magnetica; interazione corrente–corrente (la
scoperta di A.M.Ampère), definizione dell’Ampère come unità di misura; induzione magnetica di
alcuni circuiti percorsi da corrente, legge di Biot-Savart per il filo rettilineo e per la spira circolare
(nel centro della spira); teorema della circuitazione di Ampère, induzione magnetica di un solenoide
retto; il flusso del vettore B; momento torcente di un campo magnetico su una spira percorsa da
corrente; galvanometro a bobina mobile, principio di funzionamento del motore elettrico a corrente
continua.
- Proprietà magnetiche della materia
Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo (solo definizioni e caratteristiche generali).
- Moto di cariche elettriche in un campo magnetico: forza di Lorentz; moto di una carica elettrica
in un campo magnetico; fasce di Van Allen; esperimento di Thomson (trattazione analitica); lo
spettrografo di massa; acceleratori di particelle (ciclotrone e sincrotrone); l’effetto Hall.
- Induzione elettromagnetica e applicazioni: esperienze di Faraday e le correnti indotte; la legge di
Faraday-Neumann e la legge di Lenz; potenza associata ad una spira in moto in un campo magnetico;
correnti di Foucault; induttanza di un circuito e autoinduzione elettromagnetica; extracorrenti di
chiusura e di apertura di un circuito RL (con trattazione matematica).
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- Circuiti in corrente alternata: principio di funzionamento dell’alternatore e proprietà delle
correnti alternate; circuiti in corrente alternata (circ.ohmico, capacitivo, induttivo, RLC); potenza
assorbita in un circuito a c.a.; trasformatori e trasporto dell’energia elettrica.
- Le equazioni di Maxwell come sintesi delle leggi dell’elettromagnetismo studiate. Legge di
Faraday-Neumann-Lenz e campo elettrico indotto; corrente di spostamento e campo magnetico
indotto.
- Il nucleo e la radioattività: la struttura del nucleo atomico, energia di legame e stabilità dei nuclei,
la radioattività naturale, natura delle radiazioni, legge del decadimento radioattivo, la datazione
radioattiva, le serie radioattive, gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, le prime
trasmutazioni artificiali, la fissione e la fusione nucleare (cognizioni fondamentali).
LABORATORIO - osservazioni sperimentali effettuate:
1. fenomeni di elettrizzazione, uso dell’elettroscopio, bilancia di torsione di Coulomb;
2. leggi di Ohm;
3. effetti magnetici della corrente elettrica (osservazione di spettri, momento torcente di un campo
magnetico su una spira percorsa da corrente);
4. esperienze di Faraday sulle correnti indotte.
Libro di testo: Fisica 3° – A.Caforio, A.Ferilli – Le Monnier.
Ferrara, 30/5/12
Il docente, Francesco Galvani
Gli allievi
